La rapida evoluzione dei sistemi di cottura nella produzione ceramica, prima con forni a tunnel muffolati o semimuffolati ed ora con forni a rulli a “fiamma libera”, ha impedito, ai costruttori di forni, l’adeguamento del processo di combustione.

La concorrenza  spietata con la quale hanno dovuto cimentarsi negli ultimi anni li  ha costretti a studiare soluzioni tecniche che avessero come obiettivo il contenimento dei  costi piuttosto che impegnarsi in difficili ed onerose ricerche per migliorare il sistema di combustione.

RISULTATO : Oggi i forni a rulli, bellissimi nella forma, adeguatamente isolati e meccanicamente ben concepiti, porgono il fianco alla critica per quanto attiene la  combustione.

A generare il problema maggiore è stato, senza ombra di dubbio, il fatto che il  bruciatore che prima si limitava a riscaldare una muffola, la quale, per  irraggiamento, provvedeva a trasmettere il calore al prodotto, oggi, allo stesso  bruciatore, viene richiesto di trasmettere il calore direttamente al prodotto
( “Fiamma Libera” ), senza  intermediari di sorta in grado di limitare i danni  causati  da una eventuale imperfetta combustione.

La costruzione di un bruciatore per la combustione di gas naturale o altri  aeriformi è, di per sè, relativamente facile; ciò che rende tutto più difficile è la  “Combustione Applicata” ovvero l’utilizzo del bruciatore ad un sistema per la  produzione di un materiale che, via via, assume difficoltà diverse in funzione del  tipo di tecnologia utilizzata, vedi :

 - MONOCOTTURA (pavimento)
 - MONOPOROSA (rivestimento)
 - BICOTTURA  TRADIZIONALE
 - BIRAPIDA

 o di impasti diversi, vedi ;

 - MACINATO A SECCO
 - ATOMIZZATO BIANCO
 - ATOMIZZATO ROSSO
 - PORCELLANATO
 - ESTRUSO

La tendenza generale è di costruire un bruciatore che al banco prova garantisca un funzionamento stabile, entro una certa portata di gas e aria, utilizzandolo poi su di  un forno a rulli qualunque sia la tipologia e/o la produttività richiesta.

Si deve  considerare attentamente il  fatto che, come precedentemente detto, i  forni a rulli sono a fiamma libera quindi  ad “immissione diretta dei gas di scarico  in laboratorio” e che durante il processo  di  cottura avvengono reazioni diverse a seconda della :

 a) Qualità di impasto (Bianco, rosso, macinato a secco o ad umido)
 b) Tipologia (Monocottura, bicottura etc.)

Questa tendenza è non solo riduttiva sulla valutazione di ciò che si intende per  “Buon Bruciatore” ma oltremodo negativa ai fini di ottenere il massimo di :

 a) Qualità
 b) Quantità
 c) Risparmio Energetico

L’utilizzazione, pertanto, di un solo tipo di bruciatore per qualsiasi forno è  decisamente da scartare.
Allo scopo di meglio porre in evidenza le ragioni di questa nostra affermazione si  invita il lettore a prendere in esame le Monocotture.

Questi prodotti, siano essi in impasto bianco, rosso, macinati a secco o ad umido, durante la  “fase preliminare” di cottura, pongono nei diversi momenti del  processo, diverse difficoltà.
 

Per fase preliminare si intende quella compresa tra  20 ° C  a  650 ° C

dove occorre tenere presente che il prodotto, in entrata forno, è a temperatura  ambiente e contiene  :

 1)  “Acqua Libera”  variabile tra 1 ¸ 1,5 %  -
 2)  “Acqua di Costituzione”
 

e poiché si intende procedere con la massima produttività, il tempo disponibile  per  riscaldare il prodotto da 20°C a 650°C, che consente l’eliminazione delle “Acque”  presenti, deve essere contenuto al minimo.

L’esperienza odierna ci conferma la necessità di intervenire nel processo di cottura, introducendo una nuova grandezza e cioè il “TRANSIT TIME” , ovvero, come  dice la parola stessa, il tempo di permanenza.

Per la cottura di prodotti Ceramici in Monocottura, aventi spessori massimi di  9 mm, e formato 400x400 mm abbiamo potuto stabilire che il tempo di transito  minimo viene così diviso :

 a) Preriscaldo : 12   ¸ 15’
 b) Cottura :   5   ¸   6’  ( 10’ per il porcellanato)
 
 

Prendendo in esame il Preriscaldo, si suggerisce la divisione dello stesso in due fasi importantissime ovvero :

Fase 1  - Eliminazione Acqua Libera e di costituzione

Fase 2  - Eliminazione dei composti  organici

FASE  1

ELIMINAZIONE ACQUA LIBERA

La variabile “tempo” assume grandissima importanza quando si pone a confronto la rapidità con la quale certi processi devono avvenire e la velocità  di  avanzamento dei pezzi dentro al forno.

Per meglio comprendere, si deve tenere presente che nei forni a rulli attuali, in  questa prima fase, si utilizza il principio di “CONVEZIONE” per trasmettere il calore latente, presente nell’aria calda proveniente dalla cottura e dai bruciatori, al prodotto introdotto in forno.
La lentezza di questo sistema è tale per cui per portare il pezzo a 120°C ed  eliminare l’acqua libera, occorrono almeno 12’ a temperatura dell’aria intorno ai  250°C .
Poichè la velocità media di avanzamento del prodotto in un forno di 80 m è di  circa 2 m/1’, occorrerebbero almeno 24 m di macchina per ottenere questa prima  evaporazione e quindi, per  ovviare  questo inconveniente, si cerca di utilizzare una  temperatura di oltre  500°C già nei primi 6 m di forno.

Il risultato sarebbe accettabile, se non fosse per l’acqua di costituzione la quale,  interagendo con violenza a quelle temperature, provoca microfratture e tagli sui  bordi  delle piastrelle e molto spesso esplosione del materiale stesso, dovuti  alla velocità di uscita del vapore generato da questo tipo di acqua.

Onde evitare questi problemi risulta che non vi è altro rimedio che ridurre la  velocità di avanzamento e quindi perdere produttività.

Per eliminare totalmente i problemi degli scoppi di materiale e delle fratture sui  bordi   Te.co.ma. srl ha ideato il “ SISTEMA RADIANTE”, utilizzante bruciatori  “Automax”, che garantisce il riscaldamento controllato del materiale e della relativa acqua contenuta senza dover rallentare il ciclo.

Per maggior chiarezza si rimanda alla nostra relazione :

NUOVA TECNOLOGIA PER LA PRODUZIONE DI PIASTRELLE IN MONOCOTTURA

Una volta eliminata l’acqua libera che, come dimostrato nella relazione di cui  sopra, avviene in 3’ (6 m di forno) senza danno al prodotto, dovremo procedere velocemente ad eliminare l’acqua di costituzione  che, come noto, avviene intorno  ai 650° C.
 

Questo avviene in ulteriori 6’ utilizzando in zona una serie di bruciatori in grado  di fornire calore a bassa temperatura 300 ¸ 700 °C , senza fiamma fuori cono,   del tipo PULSAR o ASTERIX in funzione della quantità prodotta in Kg/ora.
Una volta elevata la temperatura del pezzo a 300°C, tempo 6’ (12 m di forno), la  salita del processo di cottura può avvenire senza danni e con gradienti elevatissimi,  in molti casi anche sino a 225 °C/minuto.
 

FASE  2

ELIMINAZIONE COMPOSTI ORGANICI

In un tempo totale di 9’ (18 m di forno) avremo raggiunto la temperatura di 650 ¸ 700 °C eliminando completamente l’acqua di costituzione.

Si giunge così alla temperatura di 800°C dove inizia la ossidazione delle materie organiche e quindi l’eliminazione del cuore nero.
In questa fase vengono utilizzati dei bruciatori ASTERIX o PULSAR, capaci di  lavorare con quantità di aria sino a  200 Mc/ora, in grado  di fornire l’ossigeno  per l’ossidazione completa e rapida degli organici presenti.

Al contrario tutti i bruciatori normalmente installati dai costruttori di forni non consentono l’immissione di una adeguata quantità di aria e quindi di ossigeno indispensabile per una completa ossidazione degli organici.

Raggiunta la cottura, con questo sistema, avremo fornito al prodotto 80% del calore necessario per la totale trasformazione dei Silico-Alluminati.

A questo punto il problema è far si che, in presenza di forni a larga sezione ( 5 pezzi  da 400x400 o 6 pezzi da 330 x 330 ), il calibro sull’intera sezione utile non si differenzi oltre i 3/10 di millimetro.

Allo scopo vengono installati bruciatori denominati di “Calibratura” capaci di  evitare l’elevato ritiro delle piastrelle centrali e far ritirare adeguatamente le due laterali, ottenendo così 1 solo calibro su tutta la sezione.

L’allineamento dei bruciatori sulle pareti laterali viene eseguito a mezzo di un Computer tascabile, ideato da TE.CO.MA., il quale consente di individuare :

 1) quantità di gas in Nmc/ora per bruciatore
 2) Quantità di aria in Nmc/ora
 3) Temperatura dei gas di scarico

Se desiderate ricevere la Monografia “BURNER TESTER” TE.CO.MA. scriveteci

Sono quindi 4 i tipi di bruciatori necessari per realizzare gli obiettivi che un forno  moderno e tecnologicamente avanzato deve raggiungere :

 Qualità , Quantità, Risparmio Energetico.

I quattro tipi di bruciatori sono in realtà tutti uguali esteriormente e fatta  eccezione per il tipo AUTOMAX, non sono praticamente distinguibili.
Ogni bruciatore è dotato di sistema di accensione e controllo fiamma, elettrovalvola di sicurezza per gas, tutto secondo la normativa CEE e forniti con documentazione e marchio CE.